白林
（寶鋼集團新疆八一鋼鐵有限公司）

　　一、前言
　　在高爐生產(chǎn)中，爐頂裝料設備起著舉足輕重的作用，爐頂裝料設備是用來裝料入爐并使爐料在爐內(nèi)合理分布，同時要起爐頂密封作用的設備。而行星減速箱是爐頂設備氣密箱的主體部分，也是爐頂設備的關鍵部分之一。

　　二、問題的提出
　　八鋼煉鐵分公司現(xiàn)有5座430m³高爐，其中4座為無鐘式爐頂，1座為有鐘爐頂。無鐘爐頂采取布料溜槽布料，是高爐配料系統(tǒng)的關鍵設備，其主要作用是為高爐爐內(nèi)布料。布料器時由行星減速箱，氣密箱，布料溜槽和控制系統(tǒng)等組成。行星減速箱通過兩根同心伸出軸帶動氣密箱內(nèi)的雙聯(lián)齒輪上部大齒輪使布料溜槽做圓周運動，另一個大齒輪則通過小齒輪，渦輪蝸桿，扇形銅齒輪使溜槽傾角的位置改變達到多角度均勻布料的目的。并且操作靈活，以滿足高爐布料和爐頂調(diào)劑的要求，行星減速箱是布料器的的主體傳動部件，也是無料鐘爐頂?shù)年P鍵設備，由于行星箱是氣密箱的動力源設備，而氣密箱又受爐頂頂熱煤氣及爐頂高溫高壓的影響，工作條件較為惡劣，潤滑條件差，傳動阻力大，經(jīng)常發(fā)生設備故障。主要表現(xiàn)在以下方面：行星箱運行一段時間后由于密封性查，潤滑油泄露，爐內(nèi)瓦斯灰及氣體竄入行星箱內(nèi)，導致箱體內(nèi)頂壓潤滑油加不進箱體內(nèi)，如將箱體內(nèi)氣體排出，再加入油會對人員造成傷害，因為氣體內(nèi)含有大量煤氣，箱體內(nèi)被瓦斯灰及高壓其他包裹，造成軸承卡阻，運行困難及電機溫升過高，甚至布料溜槽不能任意改變角度，無法進行多角度布料造成必須休風，更換行星箱影響生產(chǎn)。行星箱的設計使用周期原為一年，但由于多種原因，行星箱的使用壽命只有三個月左右，嚴重影響了高爐生產(chǎn)的順行，為此通過分廠專工及檢修人員的認真分析，我們對行星箱的輸出軸端的密封進行了優(yōu)化改造。

　　三、故障原因分析
　　通過對行星箱的拆檢，我們發(fā)現(xiàn)導致行星箱使用周期下降的主要原因：行星箱輸出軸端是垂直向下的，因其安裝在爐頂氣密箱上，環(huán)境溫度高且粉塵極大，壓力波動較大，運行過程中極易造成輸出軸端密封裝置嚴重磨損，從而使箱體內(nèi)的潤滑油泄露，失去潤滑介質(zhì)使軸承嚴重損壞而無法運行。

　　行星箱在設計上密封裝置采用的是軟填料密封，即使用6圈盤根通過壓緊法蘭由6個螺栓壓緊使盤根膨脹來達到密封的目的。這種密封裝置的Z大缺點就是雖然可一次性壓緊，但在使用一段時間后由于填料干磨燒損或磨損而造成潤滑介質(zhì)泄露，這樣就需要多次緊固螺栓來達到壓緊的目的，然而行星箱安裝在氣密箱中，平時無法進行調(diào)節(jié)，必須等到高爐休風時將行星箱從氣密箱上吊出才能進行調(diào)節(jié)壓緊，影響高爐正常生產(chǎn)。

　　選用怎樣的密封形勢是解決問題的關鍵所在，結(jié)構(gòu)上我們知道密封系統(tǒng)所用的材料和零件一般都存在著熱力不穩(wěn)定的問題，在密封介質(zhì)及周圍環(huán)境媒介的作用下，會降低密封系統(tǒng)的可靠性并且在機械作用的影響下，其可靠性會降低幾個數(shù)量級。機械作用中，磨損是主要原因之一，磨損破壞了接觸表面，使密封裝置的尺寸、形狀、質(zhì)量或原件的表面狀態(tài)發(fā)生變化，擴大裝配間隙，磨損的結(jié)果對密封連接處的間隙分布和接觸壓力都有很大的影響，Z終導致密封件的密封性降低。

　　四、解決方法
　　我們通過查閱資料和技術人員討論，決定采用在原基礎上加裝機械密封和骨架油封的方法來解決。機械密封是與軸做相對滑動，在流體壓力和補償機構(gòu)的彈力作用下保持貼合并配以輔助密封達到阻漏的軸封裝置。需要在兩根傳動軸上均增加機械密封及骨架油封，本文詳細介紹細軸的密封改造，粗軸裝配原理一致。如圖1，左圖為行星減速箱細軸，右圖為行星減速箱粗軸。

　　原裝配圖圖2如下。

　　齒輪1與齒輪2分別靠鍵與細軸和粗軸連接。原始密封僅靠盤根進行密封；一旦盤根磨損后將導致泄漏，泄漏后各種爐內(nèi)雜質(zhì)進入減速箱內(nèi)，將阻止軸承轉(zhuǎn)動，影響溜槽動作。現(xiàn)場圖3所示。

　　改造后如圖4所示。

　　放大圖5。

　　改造后，機械密封的靜環(huán)與壓蓋，壓蓋與殼體之間的密封，二者均屬靜密封，動環(huán)與軸之間的密封為靜密封，機械密封的動環(huán)與靜環(huán)發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，當端面摩擦磨損后，它不僅僅能追隨補償環(huán)沿軸向作微量的移動，實際上仍然是一個相對靜密封，因此這些泄露通道相對來說比較容易封堵，動環(huán)與靜環(huán)的端面彼此貼合作相對滑動的動密封。它是機械密封裝置中的主密封，也是決定機械密封性能和壽命的關鍵，并且機械密封與軟填料密封比較有如下優(yōu)點：

　　1.密封可靠在長周期的運行中，密封狀態(tài)很穩(wěn)定，泄漏量小，按大致統(tǒng)計其泄漏量一般為軟填料密封的1/100；2.使用壽命長在油水類介質(zhì)中一般可達1-2年或更長時間；3.摩擦功率消耗小，機械密封的摩擦功率僅為軟填料密封的10%-50%；4.軸或軸套基本上不受磨損；5.維修周期延長，端面磨損后可自動補償，一般情況下不需經(jīng)常性的維修；6.抗振性好，對旋轉(zhuǎn)軸的振動，偏擺以及軸對密封腔的偏斜不敏感；7.適合范圍：機械密封能用于低溫、高溫、真空、高壓不同轉(zhuǎn)速極易各種腐蝕性介質(zhì)和含磨粒介質(zhì)等的密封，但其缺點有：1.結(jié)構(gòu)較復雜，對制造加工要求高；2.一次性投資高。
　　因各種原因及操作原因，由于爐體內(nèi)壓力向上頂，箱體內(nèi)加油壓力向下頂，改為機械密封后相應的提高了行星箱的使用周期，增加到6-8個月。
　　經(jīng)過技術人員和檢修維護人員多次協(xié)商后，現(xiàn)將原有的軟填料密封恢復使用，在壓三道盤根后加一道油環(huán)，潤滑防止盤根磨損損壞，再壓兩道盤根并在盤根壓蓋上加工凹槽，加一道骨架油封。再將左盤根壓蓋和軸上加裝機械密封進行密封，下圖為現(xiàn)場改造裝配圖及密封件，圖6所示。

　　五、結(jié)束語
　　通過對行星箱輸出軸端密封裝置的改造，目前基本上解決了竄氣和潤滑介質(zhì)泄露的問題，將行星減速箱的使用周期從原來的三個月延長到6-8個月，到目前加裝機械密封和骨架油封，盤根同時使用后，延長到現(xiàn)在1年沒出現(xiàn)過故障，降低了維修人員的勞動強度，提高了設備的使用壽命和利用率，降低了企業(yè)成本，增加了效率，為高爐的順產(chǎn)創(chuàng)造了條件。

　　參考文獻
　　1、《機械設計手冊》
　　2、《冶金設備液壓系統(tǒng)手冊》
　　3、《冶金動力設計手冊》

來源：《科學與財富》